内容正文:
6.1.3基本初等函数的导数
由于在科学研究和工程计算中,经常要使用一些基本初等函数的导数,为了方便并减少重复的劳动,数学工作者早已制作出常用函数的导数公式表,供大家使用.
下面我们就来认识导数公式表!
1.能根据导数的定义推导常数函数与幂函数的导数.(重点)
2.掌握基本初等函数的导数公式表,会利用导数公式表求导数. (重点)
3.会求曲线的切线方程. (难点)
思考1:已知函数,任取一个实数,判断在处是否可导,如果可导,求出.
探究点1:导函数
思考2:当的取值变化时,请观察与有什么关系?
随着变化而变化,而且对的每一个取值,都有唯一确定的值与之对应.
这就说明,是的函数.
一般地,如果函数在其定义域内的每一点x都可导,则称可导. 此时,对定义域内的每一个值x,都对应一个确定的导数. 于是在的定义域内,是一个函数,这个函数通常称为函数的导函数,记作:(或, ),即
=.
导函数也简称为导数.
导函数的定义
导函数通常简称为导数.今后,如不特别指明求某一点的导数,那么求导数指的就是求导函数.
例如,思考1中函数,其导函数为 .
追问:函数在处的导数是多少?
函数在处的导数即为的值,只需将代入导函数的表达式即可,即.
如果已知函数的导函数是,那么可以方便地求得这个函数在处的导数.
这也说明,如果函数的导函数存在,那么曲线在每一点处的切线都存在.
探究点 2:常数函数与幂函数的导数
例 1.分别求出下列函数的导数,并说说导数的意义.
(1),其中是常数;
思考: 的几何意义是什么?
常数函数在任何一点处的切线的斜率都是0 .
x
O
= C
(2);
思考: 的几何意义是什么?
函数在任何一点处的切线的斜率都是1.
x
O
= x
(3);
即
在曲线上,自变量互为相反数的两点,它们的切线斜率相等;时,自变量越大,切线的斜率越大,也越大,函数增加得越来越快.
(4);
(5).
=
常数函数与幂函数的导数
改写成幂指数形式
由此推测,对任意的幂函数 ,都有:
【总结】
例 2.已知,求 以及曲线在点(4,)处的切线方程.
解:因为
所以
又因为
所以切线的方程为 ,
即
探究点4:基本初等函数的导数公式表
下表列出了一些常用函数的求导公式,其中C,,均为常数,且.
,
,
,
,
,
.
填一填:
例 3.已知函数,求,.
解:在 ,中令,
,
因此
在 ,中令,
,
即(,因此.
(
例 4. 求曲线在处切线的切线方程.
解:因为,
所以切线的斜率为,
又因为,
所以切点为(0,0),
因此切线的方程为 ,
即
例 5.已知函数, 而是曲线的切线,且经过点(2,3).
(1)判断(2,3)是否是曲线上的点; (2)求的方程.
解: (1)因为,所以点(2,3)不是曲线上的点.
(2)设切点为,
因为,所以切线的斜率为,
又因为,所以切点为(,),
因此直线的方程为.
将(2,3)代入上式并整理,可得,解得 或
将取值回代,切线方程为或 ,
即的方程为或
求解步骤:
①求导,将切点代入得切线得斜率;
②求切点坐标;
③用点斜式写切线方程并化为一般式.
【总结】
(1)求曲线“在”某点处的切线方程
“在”某点的切线就意味着该点一定是切点.
(2)求曲线的切线“过”某点的切线方程
切线“过”某点就意味着该点不一定是切点.
求解步骤: ①设出切点;
②求导,将切点代入切线得斜率;
③求切点坐标;
④用点斜式写出含未知数的切线方程;
⑤将切线经过的点代入方程求得未知数;
⑥再将未知数回代,整理得到切线方程.
已知曲线的切线经过点(3,),求切线方程.
跟踪训练:
解:设切点为,
因为,所以切线的斜率为,
又因为,所以切点为(,),
因此直线的方程为,
将(3,5)代入上式并整理,可得,解得 或
将取值回代,得切线方程为或 ,
即的方程为或
基本初等函数的导数
导函数
导数公式表
求切线方程
在某点的
切线方程
过某点的
切线方程
$$